ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС Российский патент 2002 года по МПК F04D13/06 F04D29/24 B60S1/48 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к центробежным насосам, и может быть применено в автомобильной промышленности, например, для очистки стекол автомобилей жидкостями, подаваемыми под давлением.

Известен центробежный насос (патент РФ 2059887, кл. МКИ F 04 D 13/06, 29/22, 29/42, В 60 S 1/48, опубликовано в бюллетене 13/96 г.), содержащий корпус, всасывающий патрубок, нагнетательный патрубок, манжету, расположенный в корпусе электродвигатель, крышку, закрепленную на корпусе, ротор с лопастями, установленный на валу электродвигателя соосно всасывающему патрубку.

Недостатком известного центробежного насос является то, что такая конструкция содержит два замковых соединения - на насосной камере и крышке насоса, а для герметизации насосной камеры требуются две резиновые детали, которые усложняют изготовление насосов. КПД насоса зависит от зазора между ротором и насосной камерой, а для получения его стабильных значений требуется изготовление замкового соединения на корпусе и насосной камере с высокой точностью. Для снижения осевого усилия на торцах лопастей выполнен козырек, который не позволяет изготавливать ротор с количеством лопастей более двух.

Известен также центробежный насос, предназначенный для автомобильных стеклоомывателей (патент Франции 2673446, кл. МКИ F 04 D 29/24; В 60 S 1/48, опубликовано 04.09.92), содержащий корпус с всасывающим патрубком, нагнетательный патрубок, манжету, расположенный в корпусе электродвигатель, крышку, закрепленную на корпусе, и установленный на валу электродвигателя соосно всасывающему патрубку ротор с лопастями, каждая из которых имеет уклон
Такой насос содержит однозамковое соединение, ротор насоса можно изготовить с любым необходимым количеством лопастей. Однако в такой конструкции насоса ротор имеет прямые лопасти, которые приводят к повышенным потерям мощности, передаваемой от электродвигателя. Дополнительно при выполнении уклонов на свободных концах лопастей ротора во время работы происходит изгиб лопастей, который приводит к повышенному, неравномерному их износу, увеличению трения о корпус насоса, а при малых значениях угла уклона происходит снижение напора насоса. Нагнетательный патрубок выполнен без диффузора, необходимого для преобразования кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию давления, что приводит к снижению КПД насоса.

Задачей изобретения является создание малорасходного и высоконапорного центробежного насоса, увеличение КПД насоса, повышение его надежности.

Технический результат достигается тем, что в центробежном насосе, содержащем корпус с всасывающим патрубком, нагнетательный патрубок, манжету, расположенный в корпусе электродвигатель, крышку, закрепленную на корпусе, и установленный на валу электродвигателя соосно всасывающему патрубку ротор с лопастями, каждая из которых имеет уклон, согласно изобретению лопасти имеют переменное сечение, а уклон выполнен по всей длине лопастей. При этом уклон на лопастях ротора может быть выполнен с переменным углом.

На фиг. 1 изображен центробежный насос, общий вид в разрезе; на фиг.2 - ротор центробежного насоса; на фиг.3 - ротор с лопастями, имеющими переменный угол уклона; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.6 - разрез С-С на фиг.3; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.3.

Предлагаемый центробежный насос содержит корпус 1, имеющий всасывающий патрубок 2, нагнетательный патрубок 3, выполненный с диффузором 11, манжету 4, расположенный в корпусе 1 электродвигатель 5, крышку 6, закрепленную на корпусе 1 (фиг.1). На валу 9 электродвигателя 5 соосно всасывающему патрубку 2 установлен ротор 7 с лопастями 8, имеющими переменное сечение. Насос также имеет втулку 12, установленную в корпусе 1 между ротором 7 и манжетой 4 (фиг. 1). Вставка 13 установлена между электродвигателем 5 и крышкой 6. По всей длине лопастей 8 ротора 7 выполнены уклоны 10 под углом α (фиг.2, 4, 5). Крышка 6 закреплена на корпусе 1 с помощью замкового соединения 14 (фиг. 1). Провода 15 обеспечивают питание электродвигателя 5. Уклон 10 каждой лопасти 8 может быть выполнен с переменным углом (фиг.3, разрез С-С (фиг.6) - угол δ, разрез Е-Е (фиг. 7) - ε).

Центробежный насос работает следующим образом.

При подаче питания на насос через провода 15 начинает вращаться вал 9 электродвигателя 5. Совместно с валом 9 вращается ротор 7. Жидкость из бачка (на чертеже не показан) поступает во всасывающий патрубок 2, откуда на лопасти 8 ротора 7. С помощью лопастей 8 жидкость раскручивается, увеличивается ее кинетическая энергия, а под действием центробежной силы движется от центра к периферии насоса. Обладая кинетической энергией, жидкость поступает в диффузор 11 нагнетательного патрубка 3. В диффузоре 11 происходит преобразование кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию давления, достигающего величин 0,5 МПа, далее через рукава установки омывания к форсункам распылителя (не показаны).

При вращении ротора 7 возникает осевая сила, прижимающая лопасти 8 к корпусу 1, что приводит к увеличению механических потерь, вызванных трением лопастей 8 о корпус 1 и, как следствие, уменьшению КПД центробежного насоса, увеличению потребляемого тока и износу лопастей 8.

Для снижения осевого усилия на каждой лопасти 8 по всей длине выполнен уклон 10. При вращении ротора 7 набегающий поток жидкости воздействует на уклон 10, уменьшая осевое усилие. Наличие уклона 10 позволяет увеличить КПД центробежного насоса, уменьшить потребляемый ток и износ лопастей 8. Выполнение уклона 10 с переменным углом позволяет более равномерно разгрузить осевое усилие, соответственно уменьшить деформацию лопастей 8 при работе центробежного насоса.

При эксплуатации насоса для защиты от проникновения влаги и пыли через отверстия в крышке 6 для проводов 15 в электродвигателе 5 и защиты проводов 15 от изгиба установлена вставка 13 между электродвигателем 5 и крышкой 6.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к центробежным насосам, и может быть применено в автомобильной промышленности, например, для очистки стекол автомобилей жидкостями, подаваемыми под давлением. Центробежный насос содержит корпус со всасывающим патрубком, нагнетательный патрубок, манжету, расположенный в корпусе электродвигатель, крышку, закрепленную на корпусе, и ротор с лопастями, установленный на валу электродвигателя соосно всасывающему патрубку. Лопасти имеют переменное сечение. По всей длине упомянутых лопастей выполнен уклон. Уклон на лопастях ротора может быть выполнен с переменным углом. Изобретение направлено на создание малорасходного и высоконапорного центробежного насоса, увеличение КПД насоса, повышение его надежности. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Центробежный насос, содержащий корпус со всасывающим патрубком, нагнетательный патрубок, манжету, расположенный в корпусе электродвигатель, крышку, закрепленную на корпусе, и установленный на валу электродвигателя соосно всасывающему патрубку ротор с лопастями, каждая из которых имеет уклон, отличающийся тем, что лопасти имеют переменное сечение, а уклон выполнен по всей длине лопастей. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что уклон выполнен с переменным углом.